Header image alt text

СИП

САЙТ ИНЖЕНЕРА-ПРОЕКТИРОВЩИКА

Рыхлые пески

Вернуться на страницу «Основания фундаментов»

Рыхлые пески в основании зданий и сооружений

Естественная структура рыхлых песков малой степени водонасыщения (0<Sr<=0,5) легко нарушается при динамических воздействиях (сотрясениях, взрывах, вибрациях и т.д.). Ускорение, которым измеряется уровень динамического воздействия и при котором рыхлый песок начинает уплотняться, называют критическим. При уровне динамического воздействия больше критического, происходит резкое уплотнение песка, это вызывает провальную вертикальную деформацию, т.е. проседание основания.

Чем больше плотность строения песка, тем при большем значении критического ускорения начинается его уплотнение.

Очень неустойчивыми системами, которые даже при незначительных динамических воздействиях могут разряжаться, есть рыхлые пески средней степени водонасыщения, насыщенные водой. Особенно сильно подвержены разрежению мелкие и пылеватые пески, в которых преобладают тонкозернистые (0,1 … 0,05 мм) и мелкозернистые (0,25 … 0,1 мм) фракции. Кроме того, для этих песков характерно повышенное, а также высокое содержание пылевидных фракций (0,05 … 0,005 мм) и обязательное наличие некоторого количества глинистых частиц (<0,005 мм) и глинистых частиц коллоидной фракции.

Разряжение рыхлых песков происходит вследствие перезаключения их зерен, взвешенных в воде. Разрежение может быть поверхностным и внутренним.Поверхностное охватывает сравнительно небольшие объемы и возникает при перемещении людей и механизмов по поверхности песков, при разработке котлованов, траншей и каналов, откачке воды из них и тому подобное. Внутреннее разряжение приводит к взвешиванию больших толщ грунта и начинается с глубины массива. Его механизм можно объяснить следующим образом. Под влиянием динамического воздействия теряются контакты между частицами определенного глубинного слоя или прослойки грунта. Если от динамического воздействия, давление внешней нагрузки и собственного веса вышерасположенного грунта передается в большей степени на скелет грунта и меньшей на воду в порах, то после нарушения структуры, в результате этого, давление внезапно передается только на воду в порах, образуя в ней напор и вызывая ее фильтрацию с гидравлическими градиентами, превышающими критические значения.

Почти мгновенно образуется восходящий фильтрационный поток, в котором теряют прочность все выше расположенные грунты, превращаясь в разреженную плывунную массу. Эта разреженная грунтовая масса может лавинообразно вытеснятся из под фундамента, вызывая проседание основания.

Если вытеснения песчаной массы грунта не произошло, то дальше идет процесс уменьшения давления воды в результате ее стока и возникновения новых, более устойчивых контактов между твердыми частицами. При динамическом воздействии, что превышает начальный, может произойти новое разрежение песка с последующим, еще более плотным уплотнением. Так песок можно постепенно довести до такого состояния плотности строения, когда динамические воздействия уже не вызывают его разрежения. Это свидетельствует о том, что до начала строительства, насыщенные водой пески в основании, которые могут подвергаться воздействию фильтрационного потока, необходимо уплотнять до состояния средней плотности, а при возможности сильных динамических воздействий — до плотного состояния.